Hohe Spitzenleistung – moderater Dauerlauf? - Bundesverband ...

Prof. Dr.-Ing. Helmut Marquardt 

Hohe Spitzenleistung – moderater Dauerlauf? 

Über Wärmeverluste und Wärmegewinne – Wieviel Heizenergie 

braucht der Wintergarten wirklich? 

___________________________________________________________________________ 

1 Einführung...........................................................................................................................2 

2 Arten von Wintergärten......................................................................................................3 

3 Wärmeverluste und Wärmegewinne.................................................................................7 

3.1 Heizwärme-/Heizenergiebedarf und Heizlast......................................................................7 

3.2 Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau...............................................................................9 

Beispiel 3.1: Einfamilienhaus mit unbeheiztem Glasvorbau..............................................16 

3.3 Gebäude mit Wohn-Wintergarten......................................................................................19 

Beispiel 3.1 (Fortsetzung): Einfamilienhaus mit Wohn-Wintergarten ................................20 

3.4 Vergleich unbeheizter Glasvorbau mit Wohn-Wintergarten..............................................23 

4 Zusammenfassung............................................................................................................26 

___________________________________________________________________________

Marquardt: Hohe Spitzenleistung – moderater Dauerlauf? - 2 - 

1 Einführung 

Wintergärten werden seit einigen Jahren zunehmend ausgeführt [1.1, 1.2], um 

- den Nutzern eine passive Solarenergienutzung zur Heizkosteneinsparung zu ermöglichen 

[1.3], 

- dabei weitere, zumindest zeitweilig nutzbare Wohnräume zu schaffen, 

- eine Klima verbessernde Bepflanzung zuzulassen [1.4] und 

- gleichzeitig den Schallschutz der Wohnung zu verbessern. 

Der Bau von Wintergärten kann jedoch auch mit einigen Problemen verbunden sein; bei- 

spielhaft genannt seinen hier 

- Uneinigkeit zwischen Bauherren und Planenden/Ausführenden über die Nutzung des 

Wintergartens, 

- Diskussionen zwischen Bauherren und Planenden über die tatsächlichen Wärmeverluste 

bzw. Wärmegewinne eines Wintergartens, 

- Tauwasserausfall im Wintergärten im Winter [1.1] oder 

- unzumutbare Temperaturen im Wintergarten im Sommer [1.2]. 

Die beiden erstgenannten Probleme sind Gegenstand der folgenden beiden Hauptabschnitte 

dieses Beitrags.


2 Arten von Wintergärten 

Vor der Diskussion über Wärmeverluste und Wärmegewinne von Wintergärten (s. folgen- 

den Hauptabschnitt 3) müssen sich Bauherren und Planende/Ausführende darüber 

einigen, wie der geplante Wintergarten genutzt werden soll: 

- Ist das Ziel allein die Nutzung solarer Wärmegewinne, d.h. die Einsparung von Heiz- 

energie, so ist ein unbeheizter Glasvorbau auszuführen (Tabelle 2.1, erste Spalte). 

Tabelle 2.1: Vorschlag zur Abgrenzung der Begriffe „unbeheizter Glasvorbau", „Wintergarten" 

und „Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster Innenraum“ (nach [2.1, 2.2]) 

erwartete 

Nutzungszeit 

unbeheizter Glasvorbau 

nur im Frühjahr und 

Herbst 

(im Winter zu kalt, im 

Sommer zum Balkon 

zu öffnen) 

winterharte 

Pflanzen 

zugehörige 

Bepflanzung 

Verglasung mind. Ein-Scheiben- 

Verglasung 1 ) 

Rahmen- beliebig (auch einkonstruktionfache 

Metallprofile) 

Temperierung zum Balkon geöffnet, 

im Sommer d.h. Außentemperatur 

Temperierung keine (d.h. Außentem- 

im Winter peratur, auch Frost) 

mögliche Tau- bei üblichem Lüftungswasserbildungverhalten 

häufig zu 

im Winter erwarten 

Wintergarten i.e.S. Wohn-Wintergarten = 

großflächig verglaster 

Innenraum 

Frühjahr bis Herbst ganzjährig 

(im Winter zu kalt, im 

Sommer gelegentlich zu 

heiß) 

frostempfindliche 

Pflanzen 

mind. Zwei-Scheiben- 

Verglasung 

(im Winter beheizt, im 

Sommer auf Außentemperatur 

zu lüften) 

übliche (tropische) 

Zimmerpflanzen 

hochwertige Wärmeschutzverglasung 

Holz, Kunststoff, thermisch entkoppelte (wärmegedämmte) 

Metallprofile 

beschattet und natürlich beschattet und belüftet 

belüftet 

(häufig Zwangslüftung 

erforderlich) 

i.d.R. sog. „Frost- voll beheizt 

wächter" erforderlich 

bei ungünstigem infolge Beheizung und 

Lüftungsverhalten nicht Wärmeschutzvergla- 

auszuschließen sung nicht zu erwarten 

1 ) die Wahl der Verglasung hat auch Einfluss auf den spezifischen Transmissionswärmeverlust zum 

unbeheizten Pufferraum (s.u. Abschnitt 3.2) 

Die Nutzung solcher unbeheizter Glasvorbauten ist jedoch eingeschränkt [2.1], da 

- winterlicher Frost im Glasvorbau nicht auszuschließen ist und


- bei Lüftung der dahinter liegenden Wohnräume durch den Glasvorbau mit Tau- 

wasserbildung im Glasvorbau zu rechnen ist – sinnvoller Weise ist für die dahinter 

liegenden Räume eine unabhängige Belüftungsmöglichkeit zu schaffen (Bild 2.1). 

Bild 2.1: Eine verbesserte Grundrissgestaltung 

ermöglicht eine vom unbeheizten 

Glasvorbau (hier „Wintergarten“) 

unabhängige Belüftung des dahinter 

liegenden Wohnraums [2.1] 

a) ursprüngliche Planung mit einem 

nur über den Wintergarten belüftbaren 

Wohnraum 

b) verbesserte Planung mit einem 

direkt belüftbaren Wohnraum 

- Da die Vorstellung der Bauherren von einem Wintergarten meist eher Bild 2.2 ent- 

spricht, ändert sich häufig im Laufe der Zeit die Nutzung des ursprünglich geplanten 

unbeheizten Glasvorbaus zum Wintergarten i.e.S. (Tabelle 2.1, zweite Spalte): 

Zumindest die mediterranen Kübelpflanzen von Balkon oder Terrasse sollen 

schließlich im Wintergarten überwintern können, d.h. der Wintergarten wird frostfrei 

gehalten 

- entweder durch Öffnen der Türen zu den angrenzenden Wohnräumen 

- oder mit Hilfe einer Zusatzheizung, einem elektrischen sog. „Frostwächter“. 

Beide Varianten sind mit Nachteilen verbunden, denn 

- entweder führt das Öffnen der Türen zu den angrenzenden Wohnräumen zu 

massiven Tauwasserproblemen im Wintergarten 

- oder die elektrische Zusatzheizung führt zu einem deutlich erhöhten Energie- 

verbrauch.


Insbesondere der letztgenannte Fall widerspricht i.d.R. der Energieeinsparverordnung 

(EnEV) [2.4]: Die EnEV kennt nur Gebäude, nicht einzelne Räume mit niedrigen Innen- 

temperaturen; durch Einbau der Zusatzheizung ist ein weiterer beheizter Raum in 

einem beheizten Gebäude entstanden, dessen thermische Hülle – zumindest bei Aus- 

führung gemäß erster oder zweiter Spalte in Tabelle 2.1 – nicht den Anforderungen 

der EnEV entspricht. 

Bild 2.2: Übliche Vorstellung 

der Bauherren von 

einem Wintergarten [2.3] 

- Wenn den Bauherren von Anfang an bewusst ist, dass ihr Wintergarten hochwertig 

genutzt werden soll, sollte gleich ein Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster 

Innenraum geplant und ausgeführt werden (Tabelle 2.1, dritte Spalte) – ein solcher 

Wintergarten entspricht einem Wohnraum und kann auch so genutzt werden. 

Da der Wintergarten i.e.S. üblicherweise nicht geplant wird, sollen im folgenden Haupt- 

abschnitt 3 nur die Varianten 

- unbeheizter Glasvorbau (Bild 2.3 oben) und 

- Wohn-Wintergarten = großflächig verglaster Innenraum (Bild 2.3 unten) 

hinsichtlich Wärmeverlusten und Wärmegewinnen näher betrachtet und verglichen werden.


a) 

b) 

Bild 2.3: Varianten von Wintergärten 

und ihre Einbeziehung in 

die thermische Hülle (= Systemlinie) 

gemäß Praxiskommentar 

zur EnEV [2.5] 

a) unbeheizter Glasvorbau, 

nicht in die thermische Hülle 

einbezogen 

b) Wohn-Wintergarten = großflächig 

verglaster Innenraum, 

in die thermische Hülle einbezogen


3 Wärmeverluste und Wärmegewinne 

3.1 Heizwärme-/Heizenergiebedarf und Heizlast 

Vor weiteren Betrachtungen im Hinblick auf die Wärmeverluste und -gewinne bei 

Gebäuden mit Wintergärten müssen die folgenden Begriffe definiert und gegeneinander 

abgegrenzt werden [3.1]: 

- Zu unterscheiden sind Heizwärme, Heizenergie und Primärenergie (Bild 3.1): 

- Als Heizwärme (= Nutzwärme oder Nettoheizenergie) bezeichnet man die Nutzenergie 

für die Beheizung, d.h. die zur Beheizung von Wohn- oder Arbeitsräumen tatsächlich 

genutzte Energie, 

- als Heizenergie (auch: Bruttoheizenergie) dagegen wird die der Heizungsanlage zur 

Verfügung gestellte Endenergie bezeichnet, üblicherweise in Form eines Brennstoffes 

(Kohle, Heizöl, Erdgas); 

- durch Multiplikation mit dem brennstoffabhängigen Primärenergiefaktor fP > 1 errechnet 

sich daraus die für die Beheizung aufgewendete Primärenergie. 

Bild 3.1: Zur Definition der 

Begriffe „Heizwärmebedarf" 

und „Heizenergiebedarf" 

[3.1] mit 

QT = Transmissionswärmebedarf 

QL = Lüftungswärmebedarf 

QS = solare Wärmegewinne 

QI = interne Wärmegewinne


- Weiter werden – in Anlehnung an [3.2] – im folgenden die Begriffe Bedarf und Verbrauch 

wie folgt unterschieden: 

- Als Heizwärmeverbrauch tats Qh, Heizenergieverbrauch tats QH oder Primär- 

energieverbrauch tats QP [kWh] werden die tatsächlichen, gemessenen Größen 

bezeichnet, 

- als Heizwärmebedarf Qh, Heizenergiebedarf QH oder Primärenergiebedarf QP [kWh] 

werden die mit Norm-Klimaannahmen berechneten Größen bezeichnet – sie bilden 

die Grundlage der folgenden Betrachtungen. 

Zum Vergleich unterschiedlich großer Gebäude bezieht man diese Kennwerte üblicher- 

weise auf ein Jahr [a] und die Gebäudenutzfläche AN [m 2 ] und bezeichnet sie dann z.B. 

- als Jahres-Heizwärmebedarf Qh" [kWh/(m² a)], 

- als Jahres-Heizenergiebedarf QH" [kWh/(m² a)] oder 

- als Jahres-Primärenergiebedarf QP" [kWh/(m² a)]. 

- Diese Bezeichnungsweise, der DIN EN 832 [3.3] und die der EnEV [3.4] zu Grunde 

liegende Vornorm DIN V 4108-6 [3.5] folgen, steht allerdings im Widerspruch zur alten 

DIN 4701 : 1983-03 [3.6] – der Norm, mit der Heiz- und Klimatechniker lange Zeit 

Heizungsanlagen in Gebäuden ausgelegt haben; dort bezeichnete 

- der Wärmeverbrauch noch eine Arbeit [kWh] als berechnete Größe, jetzt als Wärme- 

bedarf bezeichnet (s.o.), 

- der Wärmebedarf noch die maximale Leistung [kW], die ein Heizkörper bzw. eine 

Heizungsanlage am rechnerisch kältesten Tag des Jahres zu erbringen hat – heute in 

DIN EN 12831 [3.7] als Heizlast bezeichnet!


3.2 Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau 

Für die in der EnEV [3.4] vorgesehene Berechnung des Jahres-Heizenergiebedarfs von 

Gebäuden mit unbeheizten Glasvorbauten (vgl. Bild 2.3a) gibt es gemäß DIN V 4108-6 

[3.5] verschieden genaue Ansätze: 

- Generell können im vereinfachten Verfahren der EnEV = Heizperiodenverfahren 

unbeheizte Glasvorbauten nicht berücksichtigt werden; es ist hierfür das genauere 

Monatsbilanzverfahren anzuwenden. Mit diesem Verfahren berechnet sich der spezi- 

fische Transmissionswärmeverlust von Bauteilen j = 1, 2, ..., m zu den unbeheizten 

Glasvorbauten zu 

m 

Hu = Σ Fx,j · (Uj · Aj) [W/K] (3.1) 

j=1 

mit Uj = Wärmedurchgangskoeffizient des Bauteils j [W/(m²· K)] zu 

einem unbeheizten Raum 

Aj = Fläche des Bauteils j zu einem unbeheizten Raum in der 

wärmeübertragenden Umfassungsfläche des Gebäudes [m²] 

Fx,j = Temperatur-Korrekturfaktor des Bauteils j nach Tabelle 3.1 – 

je höherwertiger die Verglasung des unbeheizten Glasvorbaus 

gewählt wird, desto größer ist die Abminderung des spezifi- 

schen Transmissionswärmeverlusts 

Tabelle 3.1: Berechnungswerte der Temperatur-Korrekturfaktoren Fx von beidseitig luftberührten 

Bauteilen, die nicht direkt an Außenluft grenzen (nach DIN V 4108-6 [3.5]) 

Wärmestrom nach außen über das Bauteil Temperatur-Korrekturfaktor Fx [–] 

oberste Geschossdecke unter oder Abseitenwand zu 

nicht ausgebautem Dachraum 

Fna = 0,8 

Wand oder Decke zu unbeheizten Räumen Fu = 0,5 

Wand oder Decke zu niedrig beheizten Räumen Fnb = 0,35 

Wand oder Fenster zu unbeheiztem Glasvorbau bei 

einer Verglasung des Glasvorbaus 1 ) mit 

- Ein-Scheiben-Verglasung 

- Zwei-Scheiben-Verglasung 

- Wärmeschutzverglasung 

1 ) vgl. auch Tabelle 2.1 zur Wahl der Verglasung 

Fu = 0,8 

Fu = 0,7 

Fu = 0,5


Bild 3.2: Schematische Darstellung 

der bei der Berechnung der 

solaren Wärmegewinne über 

Glasvorbauten zu berücksichtigenden 

Größen (nach DIN V 

4108-6 [3.5]) 

- Statt dieser vereinfachten Berücksichtigung der höheren Temperatur in unbeheizten 

Glasvorbauten können die solaren Wärmegewinne beim Monatsbilanzverfahren auch 

nach DIN V 4108-6 [3.5], 6.4.4, genauer berechnet werden (Bild 3.2) zu 

Qss,M = Qsd,M + Qsi,M [kWh/Monat] (3.2) 

mit Qsd,M = monatlicher direkter solarer Wärmegewinn [kWh/Monat] 

Qsi,M = monatlicher indirekter solarer Wärmegewinn [kWh/Monat] 

Der direkte solare Wärmegewinn errechnet sich darin zu 

Qsd,M = 0,024 · Is,p,M · FS · FCe · FFe · ge · (FCw · FFw · gw · Aw + αsp · Ap · UP/UPe) · tM 

[kWh/Monat] (3.3) 

mit Is,p,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Trennwand 

(Index „p") in Abhängigkeit von deren Orientierung j und Neigung α 

für den betrachteten Monat (aus Tabelle 3.2) 

FS = Abminderungsfaktor für eine evtl. Verschattung nach Gl. (5.36) in 

[3.1]


Tabelle 3.2: Referenzwerte des Strahlungsangebots für das Referenzklima Deutschland in 

Abhängigkeit von der Orientierung j und der Neigung α (aus [3.1] nach DIN V 4108-6 [3.5]) 

j 

[–] 

a 

[°] 

Mittelwerte des Strahlungsangebots 

Is,j/a,M 

[W/m²] 

Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 

(Is · t)j/a,a 

[kWh/ 

(m²· a)] 

Jahr 

(Is · t)j/a,HP 

[kWh/ 

(m²· HP)] 

Heizper. 

Hor 0 33 52 82 190 211 256 255 179 135 75 39 22 1120 225 

S 30 

45 

60 

90 

SW 

= 

SO 

W 

= O 

NW 

= 

NO 

30 

45 

60 

90 

30 

45 

60 

90 

30 

45 

60 

90 

N 30 

45 

60 

90 

51 

57 

60 

56 

45 

49 

49 

44 

33 

32 

30 

25 

22 

20 

18 

14 

20 

19 

17 

14 

67 

71 

71 

61 

62 

64 

62 

52 

51 

49 

46 

37 

39 

35 

32 

25 

34 

32 

29 

23 

99 

101 

98 

80 

93 

92 

88 

70 

78 

74 

68 

53 

63 

56 

49 

38 

54 

47 

44 

34 

210 

205 

190 

137 

203 

198 

185 

140 

181 

172 

160 

125 

151 

132 

116 

89 

137 

101 

79 

64 

213 

200 

179 

119 

211 

200 

182 

132 

199 

187 

171 

131 

180 

158 

139 

105 

173 

143 

109 

81 

250 

231 

203 

130 

248 

232 

208 

146 

238 

221 

201 

150 

222 

194 

168 

124 

217 

184 

143 

99 

252 

235 

208 

135 

251 

236 

213 

153 

240 

224 

205 

156 

221 

194 

170 

128 

214 

180 

139 

100 

186 

178 

162 

112 

183 

175 

161 

120 

170 

160 

148 

115 

150 

133 

118 

90 

142 

115 

90 

70 

157 

157 

150 

115 

149 

148 

140 

109 

129 

123 

114 

90 

105 

91 

81 

62 

90 

66 

59 

48 

93 

97 

95 

81 

87 

88 

85 

69 

72 

69 

65 

51 

57 

51 

46 

35 

49 

45 

41 

33 

55 

59 

60 

54 

49 

51 

51 

44 

38 

37 

35 

28 

28 

26 

23 

18 

26 

24 

22 

18 

31 

34 

35 

33 

28 

30 

30 

26 

21 

20 

19 

15 

16 

14 

13 

10 

15 

14 

13 

10 

1216 

1187 

1104 

810 

1177 

1142 

1063 

809 

1062 

1002 

923 

713 

918 

808 

711 

541 

857 

710 

575 

433 

295 

310 

310 

270 

270 

275 

270 

225 

220 

210 

196 

155 

170 

150 

135 

105 

150 

135 

125 

100 

FCe = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [–] des Glasvor- 

baus (Index „e" für außen) 

FFe = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des Glasvorbaus [–] (Index 

„e" für außen) 

ge = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [–] der Verglasung des 

Glasvorbaus (Index „e" für außen) gemäß Gl. (5.37) in [3.1] 

FCw = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [–] der Fenster in 

der Trennwand (Index „w") 

FFw = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil der Fenster in der Trenn- 

wand [–] (Index „w")


gw = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [–] der Verglasung der 

Trennwandfenster (Index „w") gemäß Gl. (5.37) in [3.1] 

Aw = Öffnungsfläche [m²] der Fenster in der Trennwand (Index „w") als 

Bruttofläche (berechnet mit den lichten Rohbaumaßen) 

αsp = solarer Absorptionsgrad [–] der nicht transparenten Trennwand zum 

Glasvorbau nach DIN V 4108-6 [3.5], Tabelle 8 

Ap = Fläche [m²] der opaken Trennwand (Index „p") als Bruttofläche (be- 

rechnet mit den lichten Rohbaumaßen) 

Up = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] der opaken Trennwand 

(Index „p") 

Upe = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] zwischen der absorbie- 

renden Oberfläche der opaken Trennwand und dem Glasvorbau 

(Index „pe") 

tM = Anzahl der Tage des betrachteten Monats [d/Monat] 

0,024 = Umrechnungsfaktor [kWh/(Wd)] 

Ferner errechnet sich der indirekte solare Wärmegewinn zu 

Qsi,M = 0,024 · (1 – Fu) · FS · FCe · FFe · ge · (Σ Is,i,M · αs,i · Ai + Is,p,M · αsp · Ap · UP/UPe) · tM 

i 

[kWh/Monat] (3.3) 

mit Fu = Temperatur-Korrekturfaktor [–] für unbeheizte Nebenräume (Glasvor- 

bauten in Tabelle 3.1) 

FS = Abminderungsfaktor für eine evtl. Verschattung nach Gl. (5.36) in 

[3.1] 

FCe = Abminderungsfaktor für Sonnenschutzvorrichtungen [–] des Glasvor 

baus (Index „e" für außen) 

FFe = Abminderungsfaktor für den Rahmenanteil des Glasvorbaus [–] (Index 

„e" für außen) 

ge = wirksamer Gesamtenergiedurchlassgrad [–] der Verglasung des 

Glasvorbaus (Index „e" für außen) gemäß Gl. (5.37) in [3.1] 

Is,i,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Strahlung auf- 

nehmenden Oberflächen i = 1, 2, ..., n im Glasvorbau in Abhängig-


keit von deren Orientierung j und Neigung α für den betrachteten 

Monat (aus Tabelle 3.2) 

αs,i = mittlerer solarer Absorptionsgrad [–] der Strahlung aufnehmenden 

Oberflächen i = 1, 2, ..., n im Glasvorbau (αs ≡ 0,8, wenn nichts ge- 

naueres bekannt ist) 

Ai = Strahlung aufnehmende Oberflächen i = 1, 2, ..., n [m²] (sämtliche 

opake Flächen) 

Is,p,M = Mittelwert des Strahlungsangebots [W/m²] auf die Trennwand 

(Index „p") in Abhängigkeit von deren Orientierung j und Neigung α 

für den betrachteten Monat (aus Tabelle 3.2) 

αsp = solarer Absorptionsgrad [–] der nicht transparenten Trennwand zum 

Glasvorbau nach DIN V 4108-6 [3.8], Tabelle 8 

Ap = Fläche [m²] der opaken Trennwand (Index „p") als Bruttofläche (be- 

rechnet mit den lichten Rohbaumaßen) 

Up = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] der opaken Trennwand 

(Index „p") 

Upe = Wärmedurchgangskoeffizient [W/(m² ⋅ K)] zwischen der absorbieren- 

den Oberfläche der opaken Trennwand und dem Glasvorbau (Index 

„pe") 

tM = Anzahl der Tage des betrachteten Monats [d/Monat] 

0,024 = Umrechnungsfaktor [kWh/(Wd)] 

In der praktischen Anwendung ist die genauere Erfassung der solaren Wärmegewinne 

über unbeheizte Glasvorbauten auf Grund des großen Rechenaufwandes nur mit Hilfe von 

entsprechenden EDV-Programmen sinnvoll möglich – in vielen Fällen wird deshalb auf die 

günstige Wirkung eines Teils der solaren Wärmegewinne verzichtet und nur der Tempe- 

ratur-Korrekturfaktor Fu nach Tabelle 3.1, letzte Zeile, angesetzt. 

Im Praxiskommentar zur EnEV von Hegner und Vogler [3.8] findet sich das in Bild 3.3 mit 

Tabelle 3.3 dargestellte Beispiel, aus dem die unterschiedlichen nutzbaren solaren Wärme- 

gewinne 

- ohne unbeheizten Glasvorbau und 

- bei genauerer Erfassung des unbeheizten Glasvorbaus hervorgehen (Bild 3.4).


a) b) 

Bild 3.3: Beispielgebäude aus [3.8] 

a) Nordansicht mit Wintergarten auf der Westseite (Tiefe 4,00 m, Höhe von 2,00 bis 2,75 

m) 

b) Westansicht mit Wintergarten (links im Bild, Breite 6,30 m) 

Tabelle 3.3: Randbedingungen 

für die Berechnung des Beispielgebäudes 

aus Bild 3.3 [3.8] 

Bild 3.4: Monatliche nutzbare Wärmegewinne für das Beispielgebäude aus Bild 3.3 mit 

und ohne unbeheizten Glasvorbau (= Wintergarten) [3.8]


Da unbeheizte Glasvorbauten definitionsgemäß nicht beheizt werden, ergibt sich für sie 

keine Heizlast. 

Bild 3.5: 

Grundriss 

des Beispielgebäudes 

[3.9]


Beispiel 3.1: Einfamilienhaus mit unbeheiztem Glasvorbau 

Verwendet wird als Beispiel das nicht unterkellerte Einfamilienhaus aus DIN V 4108-6 [3.5], 

Anhang F (s. auch [3.9]), das identisch in DIN EN 12831 Beiblatt 1 [3.7], 5, benutzt wird 

(Bilder 3.5 bis 3.9 mit Tabelle 3.4). 

Bild 3.6: Nordansicht 

des 

Beispielgebäudes 

[3.9] 

Bild 3.7: Südansicht 

des 


[3.9]


Angesetzte Bauteile: 

Bild 3.8: Westansicht 

des 


[3.9] 

Bild 3.9: Ostansicht 

des 


[3.9] 

– jedoch ohne 

transparente 

Wärmedämmung 

- Die Fenster – auch zum Wintergarten – bestehen aus Holz- oder Kunststoffrahmen ohne 

Sprossen, Wärmeschutzverglasung und Aluminium-Randverbund mit (abweichend vom 

Norm-Beispiel) Uw,BW = 1,3 W/(m² · K) sowie g = g0 = 0,63 nach DIN EN 410, 

- die Wintergartenfenster mit Rahmen aus wärmegedämmten Aluminiumprofilen haben 

(abweichend vom Norm-Beispiel) Uw,BW,WG = 1,5 W/(m² · K) (s.u.); 

- die Außenwände – auch zum Wintergarten – haben UAW1 = 0,34 W/(m² · K), 

- die Gaubenaußenwände haben UAW2 = 0,26 W/(m² · K),


- die Haustür habe UT = 2,09 W/(m² · K), 

- das Dach habe UD = 0,18 W/(m² · K), 

- die Bodenplatte habe UG = 0,58 W/(m² · K). 

Es soll eine Luftdichtheitsprüfung durchgeführt werden, die Wärmebrücken werden ver- 

einfacht gemäß Beiblatt 2 zu DIN 4108 [3.5] angenommen. 

Tabelle 3.4: Flächenermittlung für das Beispielgebäude [3.9] 

Das Bruttovolumen des Glasvorbaus errechnet 

sich zu VWG = 3,12 m ⋅ 6,80 m ⋅ 2,31 m = 49,01 m³ 

Raumwärme und Warmwasser dieses Gebäudes werden durch einen Gas-Brennwert- 

kessel mit gebäudezentraler Trinkwassererwärmung erzeugt, und zwar – abweichend 

vom Norm-Beispiel – wie bei nicht unterkellerten Gebäuden üblich innerhalb der thermi- 

schen Hülle gelegen. Das Gebäude erfüllt die Anforderungen der EnEV; die mit den 

„EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer [3.10] mit dem Monats- 

bilanzverfahren für die dortige Heizanlage 8 erstellten Berechnungsergebnisse für dieses 

Gebäude sind diesem Beitrag als Anlage 1 beigefügt.


3.3 Gebäude mit Wohn-Wintergarten 

Wohngebäude mit Wohn-Wintergärten sind mit ihrem gesamten Volumen gemäß EnEV 

[3.4] als normal beheizte Gebäude zu betrachten, d.h. der großflächig verglaste Innen- 

raum ist in die thermische Hülle einzubeziehen (vgl. Bild 2.3b). 

Dabei ist allerdings zu überlegen, wie dieser Wohn-Wintergarten beheizt wird: 

- Eine Fußbodenheizung kommt ohne störende Heizkörper im Wintergarten aus, rea- 

giert jedoch i.d.R. sehr träge auf plötzliche Sonneneinstrahlung, so dass eine 

ausreichende thermische Behaglichkeit nur durch – energetisch nicht sinnvolles – 

Öffnen der Fenster erreicht werden kann; 

- übliche Heizflächen (Plattenheizkörper z.B. mit geringem Wasserinhalt) werden eher 

als störend im Raum empfunden, lassen sich allerdings deutlich schneller bei 

plötzlicher Sonneneinstrahlung herunterregeln. 

Deshalb sind in der Schweiz die in Bild 3.10 dargestellten Anwendungsgrenzen für Fuß- 

bodenheizungen definiert worden ([3.11], zitiert nach [3.12]). 

Bild 3.10: Einsatzgrenze für Fußbodenheizungen 

(FBH) in Wohn-Wintergärten in 

Abhängigkeit von der Vorlauftemperatur 

[3.12]


Beispiel 3.1 (Fortsetzung): Einfamilienhaus mit Wohn-Wintergarten 

Fortgesetzt wird das Beispiel aus DIN V 4108-6 [3.5], Anhang F (s. auch [3.9]), das iden- 

tisch in DIN EN 12831 Beiblatt 1 [3.7], 5, benutzt wird (vgl. Bilder 3.5 bis 3.9 mit Tabelle 

3.4). 

Angesetzte Bauteile für den Wohn-Wintergarten (abweichend vom Norm-Beispiel): 

- Die Wintergartenfenster haben Rahmen aus gut wärmegedämmten Aluminiumprofilen 

nach Tabelle 3.5, letzte Zeile, mit Uf,WG = Uf,BW,WG = 1,8 W/(m² · K) sowie einer Wärmeschutz- 

verglasung mit Ug,WG = 1,1 W/(m² · K) und gWG = g0 = 0,63 nach DIN EN 410; 

- daraus ergibt sich – ohne detaillierte Berechnung der Verglasungs- und Rahmenflächen – 

mit Tabelle 3.6 (analog auch in DIN 4108-4 [3.5] zu finden) der Wärmedurchgangskoeffi- 

zient der Verglasung zu Uw,WG = 1,5 W/(m² · K) 

- und daraus mit Tabelle 3.7 der Bemessungswert des Wärmedurchgangskoeffizienten 

der Verglasung zu 

Uw, BW,WG = Uw,WG + Σ ΔUw = 1,5 W/(m² · K) ± 0,0 W/(m² · K) = 1,5 W/(m² · K) 

Tabelle 3.5: Beispiele für Wärmedurchgangskoeffizienten Uf von Rahmen („frame“) nach 

Herstellerangaben (teilweise Zertifizierung unklar, nach [3.1]) 

Rahmenmaterial Rahmenbezeichnung Wärmedurchgangskoeffizient 

Uf des Rahmens 

(Nadel-)Holzrahmen nach Standardprofil IV 68 

1,51 W/(m² ⋅ K) 

DIN 68121-1 [3.13] 

(nach [3.14]) 

Nadelholz mit Kern aus 

PUR-Hartschaum 

PVC mit Rahmenverstärkung 

aus Stahl, Fünfkammerprofil 

PVC mit Rahmenverstärkung 

aus Stahl, ausgeschäumt 

thermisch getrennte Aluminiumprofile 

„Thermoselect" 

mit d1 = 68 mm [3.15] 

„S 7000 IQ" 

mit d1 = 74 mm [3.16] 

„Brillant-Design MD" 

mit d1 = 70 mm [3.17] 

„TOPLINE Plus“ 

mit d1 = 104 mm [3.18] 

0,95 W/(m² ⋅ K) 

1,44 W/(m² ⋅ K) 

1,1 W/(m² ⋅ K) 

0,74 W/(m² ⋅ K) 

„ProfilSerie 110 E” [3.19] 1,8 W/(m² ⋅ K)


Tabelle 3.6: Typische Werte für den Wärmedurchgangskoeffizienten Uw [W/(m² ⋅ K)] („window“) 

von Fenstern mit 30 % Rahmenanteil unter Verwendung von Abstandhaltern aus Aluminium 

oder nicht rostfreiem Stahl (aus [3.1] nach [3.20]) 

Verglasung Ug 

Uf [W/(m² K)] 

[W/(m² K)] 1,0 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 3,8 7,0 

Einscheiben- 5,7 4,3 4,4 4,5 4,6 4,8 4,9 5,0 5,1 6,1 

Zwei- 

3,3 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 3,4 3,5 3,6 4,4 

scheiben- 3,1 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 3,3 3,5 4,3 

2,9 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 3,1 3,2 3,3 4,1 

2,7 2,3 2,4 2,5 2,6 2,8 2,9 3,1 3,2 4,0 

2,5 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,0 3,1 3,9 

2,3 2,1 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 2,9 3,8 

2,1 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,6 2,7 2,8 3,6 

1,9 1,8 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 2,5 2,7 3,5 

1,7 1,8 1,8 1,9 2,0 2,2 2,3 2,4 2,5 3,3 

1,5 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 3,2 

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,2 3,1 

1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,9 

Drei- 

2,3 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 2,7 2,8 2,9 3,7 

scheiben- 2,1 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,5 2,6 2,8 3,6 

1,9 1,7 1,8 2,0 2,1 2,3 2,4 2,5 2,6 3,4 

1,7 1,6 1,7 1,8 1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 3,3 

1,5 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,3 2,4 3,2 

1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,2 3,1 

1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,9 2,0 2,1 2,9 

0,9 1,1 1,2 1,3 1,4 1,6 1,7 1,8 2,0 2,8 

0,7 0,9 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,7 1,8 2,6 

0,5 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 1,4 1,6 1,7 2,5 

Tabelle 3.7: Korrekturwerte ΔUw [W/(m² ⋅ K)] (nach DIN V 4108-4 [3.5]) 

Korrektur Korrekturwert 

DUw [W/(m² K)] 

für einen wärmetechnisch 

± 0,0 ohne verbesserten Randverbund 

verbesserten Randverbund 

der Verglasung gemäß 

DIN V 4108-4, Anhang C 

– 0,1 mit verbessertem Randverbund, d.h. 

Σ (d ⋅ λ) ≤ 0,007 W/K wird in der Mitte des 

Abstandhalters eingehalten 

für die Verwendung von 

± 0,0 bei aufgesetzten Sprossen 

Sprossen 

+ 0,1 bei Sprossen im Scheibenzwischenraum 

(einfaches Sprossenkreuz) 

+ 0,2 bei Sprossen im Scheibenzwischenraum 

(mehrfaches Sprossenkreuz) 

+ 0,3 bei glasteilenden Sprossen


Das Gebäude – mit unveränderter Heizanlage – erfüllt wiederum die Anforderungen der 

EnEV; die mit den „EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer [3.10] mit dem 

Monatsbilanzverfahren für die dortige Heizanlage 8 erstellten Berechnungsergebnisse für 

dieses Gebäude sind diesem Beitrag als Anlage 2 beigefügt. 

Heizlast des Wohn-Wintergartens 

Da das Beispiel aus DIN V 4108-6 [3.5], Anhang F, in DIN EN 12831, Beiblatt 1 [3.7], 5, 

fortgesetzt wird, kann hier auf die dort angesetzten Grunddaten zurückgegriffen werden. 

Berechnet wird deshalb nur die Heizlast des Wohn-Wintergartens, und zwar mit dem 

EDV-Tool „Heizlast DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren“ von mh-Software [3.21]. 

Angenommen wird, dass das Gebäude in Berlin steht, d.h. nach DIN EN 12831 [3.7], 

Beiblatt 1, Tabelle 1a beträgt 

- die Norm-Außentemperatur θe = – 14 °C und 

- das Jahresmittel der Außentemperatur θm,e = + 9,5 °C. 

Für die Erfassung der erdberührten Bauteile errechnet sich die Größe der Bodenplatte 

durch Addition der Wintergarten-Grundfläche zur vorhandenen Grundfläche, Grundwasser 

wird in 5 m Tiefe unter der Bodenplatte angenommen.. 

Zur Ermittlung der Zusatz-Aufheizleistung wird – wie im Norm-Beispiel – eine Nacht- 

absenkung von tAbs = 7 h bei einem üblichen Temperaturabfall von ΔθRH = 2,0 K angenom- 

men. Wie für das gesamte Gebäude wird dabei die Gebäudemasse als mittelschwer 

angesetzt. 

Das Ergebnis ist in Anlage 3 zusammengestellt; es ergibt sich für den Wohn-Wintergarten 

als Norm-Heizlast FHL = 3571 W.


3.4 Vergleich unbeheizter Glasvorbau mit Wohn-Wintergarten 

Aus den wichtigsten Berechnungsergebnissen des Beispiels 3.1 – zusammengestellt in 

Tabelle 3.8 – können folgende Schlüsse gezogen werden: 

- Auf Grund des im Mittel für das gesamte Gebäude deutlich schlechteren Wärme- 

durchgangskoeffizienten des Wohn-Wintergartens ist der spezifische Transmissions- 

wärmewerlust HT’ beim Wohn-Wintergarten merklich höher (und damit schlechter) 

als beim unbeheizten Glasvorbau – im vorliegenden Beispiel werden jedoch beide 

Anforderungen der EnEV erfüllt. 

Tabelle 3.8: Vergleich der EnEV-Nachweise für das gesamte Gebäude und der Heizlast des 

Wintergartens für die berechneten Alternativen 

Verfahren 

Monatsbilanzverfahren 

Randbedingungen EnEV-Nachweis 

HT' [W/(m² · K)] 

unbeheizter Glasvorbau 

(vereinfacht gerechnet) 

erfüllt: 

Wohn-Wintergarten erfüllt: 

vorh HT' = 0,39 

≤ 0,52 = max HT' 

vorh HT' = 0,48 

≤ 0,51= max HT' 

EnEV-Nachweis 

QP" [kWh/(m² · a)] 

erfüllt: 

vorh QP" = 98,24 

≤ 110,17 = max QP" 

erfüllt: 

vorh QP" = 93,10 

≤ 110,79 = max QP" 

Norm-Heizlast des 

Wintergartens 

– 

ΦHL = 3571 W 

- Auf Grund der günstigen südorientierten Lage des gewählten Wohn-Wintergarten und 

seiner wärmetechnisch guten Bauteile – Verglasung und Rahmenprofile – ist der flä- 

chenbezogene Jahres-Primärenergiebedarf QP“ beim Wohn-Wintergarten deutlich 

geringer (und damit günstiger) als beim unbeheizten Glasvorbau – im vorliegenden 

Beispiel werden wiederum beide Anforderungen der EnEV erfüllt. 

- Betrachtet man die Monatswerte des Heizwärmebedarfs (Bild 3.11), so wird der 

Grund dafür erkennbar:


a) 

b) 

- Im Frühjahr und Herbst gewinnt der Wohn-Wintergarten durch Sonnen- 

einstrahlung Energie – beim Gebäude mit Wohn-Wintergarten in Bild 3.11b ist 

dadurch die Heizperiode kürzer als beim Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau in 

Bild 3.11a. 

- In den Wintermonaten zeigt sich aber, dass der im Mittel höhere U-Wert des 

Heizwärmebedarf 

Heizwärmebedarf 

Wohn-Wintergartens zu einem höheren Heizwärmebedarf führt – im Januar z.B. 

ist der Heizwärmebedarf beim Gebäude mit Wohn-Wintergarten mit 4010 

kWh/Monat (Bild 3.11b) deutlich höher als beim Gebäude mit unbeheiztem 

Glasvorbau mit 3610 kWh/Monat (Bild 3.11a). 

4.000 

3.500 

3.000 

2.500 

2.000 

1.500 

1.000 

500 

0 

4.500 

4.000 

3.500 

3.000 

2.500 

2.000 

1.500 

1.000 

500 

0 

Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat] 


Monatswerte des Heizwärmebedarfs [kWh/Monat] 


Bild 3.11: Vergleich der Monatswerte des Heizwärmebedarfs 

a) Gebäude mit unbeheiztem Glasvorbau (aus Anlage 1) 

b) Gebäude mit Wohn-Wintergarten (aus Anlage 2)


- Dies wird auch bei der Heizlast deutlich, die für den rechnerisch kältesten Tag im Jahr 

– d.h. im Winter – berechnet wird: Der Wohn-Wintergarten des Beispiels benötigt mit 

ΦHL = 3571 W eine im Vergleich zu den anderen Räumen des Beispielgebäudes (s. Ta- 

belle 3.9) merklich größere Heizlast: Vernachlässigt man die nun entfallenden Außen- 

wandanteile zwischen dem Wohn-Wintergarten und den angrenzenden Räumen 

(sowie die vom Norm-Beispiele geringfügig abweichenden Fenster), so erhöht sich 

- die addierte Raumfläche ∑ AR zwar um 21,2 m² / 205,0 m² ≈ 10 %, 

- die Norm-Heizlast des Gebäudes aber um 3571 W / 15375 W ≈ 23 %. 

Im Wohn-Wintergarten sind entsprechend große Heizflächen vorzusehen – am besten 

in Form von Heizkörpern mit geringem Wasserinhalt und nicht als Fußbodenheizung 

(vgl. Abschnitt 3.3). Auch die Heizungsanlage ist ggf. für eine höhere Leistung auszu- 

legen. 

Tabelle 3.9: Beispiel aus DIN EN 12831, Beiblatt 1, vereinfachtes Verfahren [3.7]


4 Zusammenfassung 

Beim Bau von Wintergärten besteht 

- zum einen häufig Uneinigkeit zwischen Bauherren und Planenden/ Ausführenden über die 

Nutzung des Wintergartens, 

- zum anderen ergeben sich unerfreuliche Diskussionen zwischen Bauherren und Planen- 

den über die tatsächlichen Wärmeverluste bzw. Wärmegewinne eines Wintergartens. 

Dieser Beitrag zeigt, dass sich – wie vermutet – für heutige Wohn-Wintergärten im Vergleich zu 

unbeheizten Glasvorbauten 

- eine hohe Spitzenleistung im Form einer höheren Heizlast 

- bei moderatem „Dauerlauf“ in Form eines geringeren End- und Primärenergiebedarfs 

ergibt.


Literatur 

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(1994), H. 6, S. 186 – 195. 

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Geschosswohnung mit großflächig verglastem Balkon. ARCONIS 5 (2000), H. 1, S. 32 – 35. 

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Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 64 vom 07. Dez. 2004. 

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[3.4] Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende 

Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung – EnEV) vom 02. Dez. 2004. 

Bundesgesetzblatt Teil I Nr. 64 vom 07. Dez. 2004. 

[3.5] DIN V 4108-4: 2004-07: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden: Wärme- und 

feuchteschutztechnische Bemessungswerte. 

DIN V 4108-6 : 2003-06: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; Berechnung 

des Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs. 

Beiblatt 2 zu DIN 4108 : 2004-01: Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden; 

Wärmebrücken; Planungs- und Ausführungsbeispiele. 

[3.6] DIN 4701-1 : 1983-03: Regeln für die Berechnung des Wärmebedarfs von Gebäuden; 

Grundlagen der Berechnung. 

DIN 4701-2 : 1983-03: Regeln für die Berechnung des Wärmebedarfs von Gebäuden; Tabellen, 

Bilder, Algorithmen. 

[3.7] DIN EN 12831 : 2003-08: Heizungsanlagen in Gebäuden; Verfahren zur Berechnung der 

Norm-Heizlast. 

DIN EN 12831 Beiblatt 1 : 2004-04: Heizungssysteme in Gebäuden; Verfahren zur Berechnung 

der Norm-Heizlast; Nationaler Anhang NA. 

DIN EN 12831 Beiblatt 1/A1 : 2005-03: Heizungssysteme in Gebäuden; Verfahren zur 

Berechnung der Norm-Heizlast; Nationaler Anhang NA; Änderung A1. 

[3.8] Hegner, H.-D.: Vogler, I.: Energieeinsparverordnung EnEV – für die Praxis kommentiert. 

Berlin: Ernst & Sohn 2002. 

[3.9] Werner, H.: Wärmeschutz und Energieeinsparung in Gebäuden. Berechnung des 

Jahresheizwärme- und des Jahresheizenergiebedarfs. Kommentar zu DIN V 4108-6 : 2003- 

06. Hrsg. DIN Deutsches Institut für Normung e.V. 2. Aufl. Berlin: Beuth 2004.


[3.10] „EnEV-Berechnungshilfen" von Maas/Höttges/Kammer (Universität Kassel). Kostenloser 

Download dieser Excel-Tabellen unter www.bpy.uni-kassel.de (08.12.2003). 

[3.11] SIA-Merkblatt 2021: Gebäude mit hohem Glasanteil – Behaglichkeit und Energieeffizienz. 

Zürich: SIA 2002. 

[3.12] Schmid, C. et al.: Heizung, Lüftung, Elektrizität – Energietechnik im Gebäude. Band 5 Bau 

und Energie, Leitfaden für Planung und Praxis, Hrsg. von C. Zürcher. 3. Aufl. Zürich: vdf 

Hochschulverlag 2005. 

[3.13] DIN 68121-1 : 1993-09: Holzprofile für Fenster und Fenstertüren; Maße, Qualitätsanforderungen. 

[3.14] Kahlert, C.; Lude, G. u.a.: Thermix-Systemvergleich – Auswirkung des thermisch 

entkoppelten Randverbunds bei Neubau und Sanierung. 4. Aufl. Ravensburg: Thermix 

GmbH 1999. 

[3.15] Planungsunterlagen der Firma Variotec Sandwich-Elemente, Neumarkt 2000. 

[3.16] aktuell 2/99. Das internationale Fenstermagazin der GEALAN-Gruppe. GEALAN-Dienstleistung 

GmbH, Oberkotzau 1999. 

[3.17] Planungsunterlagen von REHAU AG + Co., Rehau 2004. 

[3.18] Planungsunterlagen der VEKA AG, Sendenhorst 2004. 

[3.19] Planungsunterlagen der heroal – Johann Henkenjohann GmbH & Co. KG, Verl 2004. 

[3.20] DIN EN ISO 10077-1 : 2000-11: Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen; 

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten; Vereinfachtes Verfahren. 

DIN EN ISO 10077-2 : 2003-12: Wärmetechnisches Verhalten von Fenstern, Türen und Abschlüssen; 

Berechnung des Wärmedurchgangskoeffizienten; Numerisches Verfahren für 

Rahmen. 

[3.21] „Heizlast DIN EN 12831, vereinfachtes Verfahren" von mh-Software, Karlsruhe. Kostenloser 

Download unter www.mh-software.de (21.04.2006).

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